[發明專利]一種制備納米碳化硅改性碳布濕式摩擦材料的方法

有效

• 申請號: 201310237452.7
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103320092A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 費杰;王洪坤;羅威;黃劍鋒;王文靜
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;C08L61/14;C08K13/04;C08K7/06;C08K3/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明屬于摩擦材料領域，涉及一種制備納米碳化硅改性碳布濕式摩擦材料的方法。

背景技術

濕式摩擦材料是指工作于潤滑油、潤滑脂等潤滑介質中的摩擦材料，用于實現裝置的傳扭制動功能。主要應用于汽車自動變速器、差速器、同步器、扭矩管理器以及其它濕式離合器中。

文獻1“公開號為CN102757621A的中國專利”公開了一種用于風力發電設備制動器的燒結摩擦材料及其制備方法。通過控制基元組元、潤滑組元和摩擦組元重量百分比分別為78%、14%和8%，并將各組元按配比配置的粉料進行混合、壓制、燒結得到所述的銅基燒結摩擦材料。其具有摩擦性能穩定、導熱及耐熱性能好、耐磨性能優等優點。但是，動摩擦系數較低，同時不能完全避免銅基摩擦材料靜動摩擦系數差別大，長時間連續制摩擦系數衰減幅度較大的固有缺陷。

為了改善銅基燒結摩擦材料的缺點，文獻2“公開號是CN102031087A的中國專利”公開了一種重載差速器用濕式摩擦材料及其制備方法，其主要由質量百分比為40～50%的碳布、質量百分比為25～40%的改性酚醛樹脂、質量百分比為2～10%的石墨、質量百分比為3～8%的氧化鋁和質量百分比為10～20%的填料制備而成。相比于普通濕式摩擦材料，該材料加入低磨損率的碳布作為增強體，一定程度上降低了濕式摩擦材料的磨損率，磨損率僅為0.99×10^-8cm³/J，并且可以提高濕式摩擦材料在高轉速大壓力條件下的適應能力。但是，由于該摩擦材料加入了氧化鋁，導致該材料對對偶材料的磨損較為嚴重，降低了整個摩擦副的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備納米碳化硅改性碳布濕式摩擦材料的方法，該方法得到的納米碳化硅改性碳布濕式摩擦材料高摩擦系數、低磨損率和對對偶材料損傷小。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案包括以下步驟：

1）將改性酚醛樹脂和納米SiC粉體溶解在無水乙醇中，然后加入硅烷偶聯劑，攪拌均勻，得到懸浮液A；其中，改性酚醛樹脂和納米SiC粉體的質量比為（20～40）:（4～30），每160mL的無水乙醇溶解20～40g的改性酚醛樹脂；每100g的懸浮液A中含有0.1～0.3g的硅烷偶聯劑；

2）將碳布放于無水乙醇中浸泡后取出，然后自然條件下晾干，得樣品B；

3）將樣品B浸漬到懸浮液A中1-1.5小時，取出后于自然條件下晾干，得樣品C；

4）將樣品C在硫化機上熱壓成型，控制硫化機的熱壓溫度為160℃，熱壓時間為5～10分鐘，熱壓壓力為5～8MPa，即得到納米碳化硅改性碳布濕式摩擦材料。

所述的步驟1）中改性酚醛樹脂為腰果殼油改性酚醛樹脂、丁晴橡膠改性酚醛樹脂或硼改性酚醛樹脂。

所述的步驟1）中分散劑為硅烷偶聯劑或表面活性劑。

所述的硅烷偶聯劑為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、對苯乙烯磺酸鈉或琥珀酸二異辛酯磺酸鈉。

所述的步驟2）中的碳布先被剪成12cm×12cm的正方形狀，然后再放于乙醇溶液中浸泡24小時。

所述的步驟2）中的碳布為機織碳布。

所述的步驟2）中的機織碳布為平紋布、斜紋布或緞紋布。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明將納米SiC的高剛性、耐腐蝕、高導熱和強度高等優異性能融入到碳布濕式摩擦材料中，大大提高了碳布濕式摩擦材料的摩擦學性能，磨損率從現有技術的0.99×10^-8cm³/J降低到0.75×10^-8cm³/J，并且由于納米粉體在微觀摩擦過程中表現出來的納米效應減小了對偶材料的磨損，對偶材料磨損率在0.3×10^-8cm³/J以下，大幅度提高摩擦副的使用壽命。

具體實施方式

實施例1：

1）將25g腰果殼油改性酚醛樹脂和4g納米SiC粉體溶解在160mL的無水乙醇中，然后加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（硅烷偶聯劑KH-570），磁力攪拌3小時，得到均勻分散的懸浮液A；其中，每100g的懸浮液A中含有0.1g的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；